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Planck sottopone a test la relatività di Einstein

Alcuni ricercatori hanno ricavato nuovi indizi sull’energia scura e la teoria della gravità di Einstein dopo aver analizzato i recenti dati della missione del satellite Planck dell’ESA. I risultati dimostrano che il modello standard della cosmologia (detto Lambda-CDM) rimane una descrizione eccellente dell’Universo. Inoltre, quando i dati di Planck vengono combinati con le osservazioni astronomiche, emergono una serie di divergenze. Studi successivi dovranno determinare se queste anomalie sono dovute alle incertezze delle misure o a delle correlazioni fisiche sconosciute, che potrebbero mettere in discussione la teoria della relatività. Dunque, l’analisi dei dati di Planck fornisce un maggior impeto per la ricerca relativa alle prossime missioni spaziali.

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Una ‘danza cosmica’ tra coppie di galassie

A schematic picture of how researchers can observe galaxy peculiar velocities, “a cosmic dance of galaxies.” Credit: Wojciech A. Hellwing

Dal 1916, anno in cui venne pubblicata la teoria della relatività generale in cui Albert Einstein introduceva una nuova descrizione della gravità, sono passati quasi 100 anni. Oggi, gli scienziati stanno tentando di trovare dei modi per “modificare” la teoria in modo da spiegare alcune osservazioni, in particolare per ciò che riguarda l’espansione accelerata dell’Universo. Anche se queste soluzioni possono essere differenti tra loro, possiamo inserirle in una categoria unica che va sotto il nome di “teorie della gravità modificata o MOND“. Continua a leggere Una ‘danza cosmica’ tra coppie di galassie

Andromeda, un ‘buon test’ per la teoria MOND

Andromeda_GalaxyAlcuni ricercatori della Case Western Reserve University e del Weizmann Institute of Science hanno applicato le leggi della gravità modificata per derivare una proprietà fondamentale nelle galassie nane satelliti della vicina Andromeda.

Si tratta della velocità di dispersione, cioè la velocità media che ciascun oggetto all’interno di una galassia possiede rispetto ad un altro. Gli astronomi utilizzano la velocità di dispersione per determinare l’accelerazione degli oggetti all’interno della galassia e stimare, approssimativamente, la massa della galassia e viceversa. Per calcolare la velocità di dispersione per ogni galassia nana, i ricercatori hanno applicato le leggi della cosiddetta Modified Newtonian Dynamics (MOND) che è una ipotesi che tenta di risolvere il deficit della materia presente nelle galassie per giustificare il loro moto orbitale. La teoria suggerisce che, in determinate condizioni, la legge di Newton deve essere modificata. Questa ipotesi non è poi tanto da scartarsi rispetto a quella in base alla quale tutte le galassie contengono materia scura che fornirebbe perciò la massa mancante. “Le leggi della teoria MOND si applicano molto bene in questo caso”, afferma Stacy McGaugh professore di astronomia alla Case Western Reserve. “Se abbiamo ragione sull’esistenza della materia scura, questo non dovrebbe accadere”. Gli scienziati devono spiegare come mai le galassie ruotano molto più velocemente rispetto a quanto previsto dalla legge di Newton senza disperdersi nello spazio. Attualmente, si ritiene che la materia scura si trovi all’interno e all’esterno delle galassie e fa da ‘scheletro’ allo scopo di tenere insieme queste enormi strutture stellari. Lo scienziato Mordehai Milgrom, il padre della teoria MOND e professore di fisica e astrofisica presso l’Istututo Weizmann in Israele, non è molto convinto di questa interpretazione relativa alla materia scura. Egli, di fatto, ha proposto alcuni anni fa una teoria alternativa la quale afferma che la forza di Newton deve essere modificata quando siamo nel regime di accelerazioni piccole, almeno undici ordini di grandezza più piccole rispetto a quanto percepiamo come forza di gravità sulla superficie terrestre. Una accelerazione superiore a questa soglia diventa, invece, direttamente proporzionale alla forza di gravità, così come afferma la legge di Newton, ma al di sotto di questo limite non è più valida. Nel momento in cui la variazione della forza viene considerata sotto questa soglia, allora una sua modifica potrebbe risolvere il problema della discrepanza della massa. “L’applicazione delle leggi descritte nella teoria MOND a queste galassie nane che sono satelliti di Andromeda rappresentano un buon test per la teoria poiché la minima densità stellare in esse presenti determina basse accelerazioni”, spiega McGaugh. Gli scienziati hanno utilizzato il profilo della luminosità delle galassie, che è un indicatore della massa stellare, e la teoria MOND per eseguire tutta una serie di calcoli e determinare la velocità di dispersione di 17 galassie deboli. In 16 casi, i valori sono molto vicini a quelli misurati da altri autori e con altri metodi, mentre in un caso i dati sono discordanti. Infine, la teoria MOND è stata applicata per determinare la velocità di dispersione in più di 10 galassie deboli in Andromeda. Il passo successivo sarà ora quello di attendere i dati per verificare, o meno, la validità della teoria.


arXiv: Andromeda Dwarfs in Light of MOND